超宽带GaN HEMT功率放大器研究

【摘要】本文主要研究了覆盖S-C波段的超宽带功率放大器设计。文章介绍了目前宽带放大器的一些研究进展,介绍了射频放大器的设计种类和指标参数,目前常用的实现宽带的方法,并设计制作了一款3-8GHz的输出30W功率放大器。本文首先通过查阅相关的论文资料,整理了近一二十年来国内外对宽带放大器的研究进展和成果,明白了实现宽带功率放大器的意义。通过整理前人的研究成果,分析出当前国内外研究人员对宽带放大器的研究现状和将来在这方面的发展趋势。其次介绍了射频功率放大器的分类和各自的特点。简单的介绍了射频放大器的设计指标和参数,分析各个指标之间的关系和设计原则；简单介绍了阻抗匹配的一些相关知识,分析了阻抗匹配的原理和实现阻抗匹配的不同方法；介绍了射频放大器设计过程中都会用到的微带线理论,分析了采用微带线设计电路时应该需要注意的问题。再次通过查阅相关的文献资料,整理了目前大家设计宽带放大器常用的几种方法,并针对每一种实现宽带方法进行简单的分析。通过对比分析,得到适合本文实现宽带功能的设计方法。最后设计仿真并制作了一款应用频率S-C波段的超宽带功率放大器,输出功率30W。利用ADS软件对放大器芯片进行建模,并采用HFSS软件对键合线模型进行仿真,把HFSS仿真的键合线模型带入到ADS中联合仿真设计。对于宽带匹配问题,设计分别采用多支节开路微带线和渐变微带线的方法。利用ADS仿真设计结果,并将设计结果加工成实物,进行测试。对仿真和实测结果进行比较和分析。论文采用riqunint公司放大器GaNHEMT产品TGF2023-20裸片芯片和ADS软件设计制作了一款应用于3-8GHz的30W宽带功率放大器。设计采用自己建立的放大器模型,并使用键合线连接放大器芯片与外围的偏置和匹配电路,采用多支节开路微带线和渐变微带线的方法实现宽带匹配功能。设计放大器工作在AB类,兼顾效率和线性度。在直流偏置Vgs=-3.4V,Vds-22V,Idq=1.2A条件下,在3-8GHz频率范围内,功率增益达到6±1dB。
【作者】李成龙；
【导师】程知群；
【作者基本信息】杭州电子科技大学，电路与系统，2014，硕士
【关键词】超宽带；GaNHEMT；功率放大器；键合线；建模；

【参考文献】
[1]赵士良.蚯蚓蛋白质双向电泳技术的建立及菲胁迫下的蛋白质组学研究[D].浙江工业大学,2012.
[2]杨华.近景摄影测量技术在立木材积测定中的应用研究[D].北京林业大学,2005.
[3]王婧.高端大米在云南的营销战略[D].云南大学,工商管理,2012,硕士.
[4]王美芳.猪白细胞介素-10重组乳酸菌的制备与初步应用研究[D].吉林农业大学,预防兽医学,2012,硕士.
[5]寇永大.PC小箱梁桥开裂主要成因及机理研究[D].长安大学,桥梁与隧道工程,2013,硕士.
[6]杜佳.几类微分系统的周期解或概周期的研究[D].安徽大学,应用数学,2013,硕士.
[7]胡斌斌.中高密度人群异常行为检测[D].安徽大学,计算机应用技术,2013,硕士.
[8]徐庆娟.半无限规划的有效数值算法研究[D].上海大学,运筹学与控制论,2014,博士.
[9]王莉.关联理论视角下《哈克贝利·费恩历险记》中的言语幽默分析[D].南昌航空大学,外国语言学及应用语言学,2012,硕士.
[10]倪云霞.行为金融理论视角下小微企业信贷融资过程中银行“惜贷”原因研究[D].兰州大学,金融学,2013,硕士.
[11]王小艺,刘载文,侯朝桢,张翠,原菊梅.基于模糊多属性决策的目标威胁估计方法[J].控制与决策,2007,08:859-863.
[12]王矞.城市社区公共服务中政府的作用及其实现研究[D].西北大学,行政管理,2013,硕士.
[13]彭恒.现代版画艺术创作的图式研究[D].河北师范大学,美术学,2012,硕士.
[14]于振华.我国农村土地征收程序制度完善研究[D].西南政法大学,经济法（专业学位）,2012,硕士.
[15]郭蒙.海洋工程船综合平台管理系统研究[D].大连海事大学,船舶与海洋工程,2013,硕士.
[16]金英.3KW开关磁阻电动机调速系统设计[D].浙江大学,2005.
[17]凌伯雄.五台山世界文化景观保护研究[D].中国地质大学（北京）,地理学,2013,硕士.
[18]安桃艳,荣海涛.国内外印象管理研究综述[J].商业经济,2014,11:22-23+126.
[19]丁琪.北京市可持续发展中的土地规划法律问题研究[J].城市管理与科技,2014,04:58-61.
[20]陈福喜.浙江省地方普通高校创新人才培养模式改革与实现路径研究[D].吉林大学,公共管理,2014,硕士.
[21]顾薪宜.中国居民储蓄影响因素分析[D].东北农业大学,金融学,2013,硕士.
[22]王静.S医院营养治疗业务发展战略研究[D].西南交通大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[23]耿莹莹.固相萃取材料制备及其对环境污染物富集方法的研究[D].清华大学,2012.
[24]高正.我国国有企业员工的职位激励研究[D].湖南师范大学,企业管理,2013,硕士.
[25]唐豆.血脂紊乱对C57BL/6小鼠外周神经病变的影响及其可能机制[D].南方医科大学,内分泌与代谢病学,2012,硕士.
[26]徐剑颖.危险化学品场所应急预案管理系统的设计与实现[D].电子科技大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.
[27]刘基墙.Android系统中P2P应用数据包捕获及流量控制研究[D].华侨大学,计算机技术（专业学位）,2014,硕士.
[28]王佼佼.城镇化与耕地集约利用关系研究[D].中国地质大学（北京）,地质工程,2014,硕士.
[29]赵鹏飞.高新技术企业知识型员工知识管理能力与企业绩效的关系研究[D].华东交通大学,企业管理,2013,硕士.
[30]陈佃红.环渤海经济圈信息产业竞争力实证分析[D].河北经贸大学,数量经济学,2014,硕士.
[31]张菲菲.我国服务型政府建设过程中的公民参与研究[D].东北大学,行政管理,2010,硕士.
[32]吴艺明.大面积有机半导体纳米线阵列的可控制备及其器件应用[D].苏州大学,无机化学,2013,硕士.
[33]张起新.长期饮用咖啡对冠心病影响的荟萃分析[D].山东大学,内科学（专业学位）,2013,硕士.
[34]石卉.电信业基层员工心智模式对其服务质量的影响[D].湖南师范大学,企业管理,2014,硕士.
[35]李日升.不锈钢GTAW熔池流动换热特性研究[D].太原科技大学,材料加工工程,2014,硕士.
[36]陈勇.飞艇骨架结构拓扑优化研究[D].哈尔滨工业大学,防灾减灾工程及防护工程,2013,硕士.
[37]施国洪,张继国,宦娟.中小城市创新型城市建设案例研究[A].科技进步与对策杂志社.科技进步与体制改革暨《科技进步与对策》创刊30周年学术论坛论文集[C].科技进步与对策杂志社:,2014:5.
[38]丁戈.齿轮渐开线检查新方法[J].宇航计测技术.1991(02)
[39]卢贵林.复方阿胶浆对跆拳道运动员抗疲劳作用研究[D].沈阳体育学院,运动人体科学,2013,硕士.
[40]杜强.钙对马铃薯植株生长及块茎品质的影响[D].甘肃农业大学,蔬菜学,2013,硕士.
[41]栾成显.徽州文化的形成与演变历程[J].安徽史学,2014,02:109-113+121.
[42]吴兵.中国经济可计算一般均衡分析决策支持系统的研究与应用[D].华东师范大学,地图学与地理信息系统,2004,硕士.
[43]薛源1徐浩军1李强1侯世芳2刘仕杰1.尾流飞行风险概率拓扑图的构建方法[J].北京航空航天大学学报.
[44]张婧.嵌入式视频监控传输系统的研究及实现[D].北京交通大学,2013.
[45]杨迎国.有机太阳能电池的同步辐射XRD表征及其性能研究[D].中国科学院研究生院（上海应用物理研究所）,生物工程,2014,硕士.
[46]吴振华.基于区位码和多重加密的农产品追溯编码的设计[D].河南农业大学,农业信息化技术,2012,硕士.
[47]陈鸣.中心城区未成年人犯罪问题及对策思考[D].华东政法大学,法律（专业学位）,2012,硕士.
[48]徐艳慧.龙口城市空间格局变化及其预测研究[D].山东师范大学,自然地理学,2013,硕士.
[49]康意.社会养老保险支出水平与总和生育率关系及其协调发展研究[D].对外经济贸易大学,金融学,2014,博士.
[50]李尚蔚.《八月之光》中威廉·福克纳的宗教观[D].四川外国语大学,英语语言文学,2014,硕士.